Расчет винтового домкрата

      Расчет  домкрата

      Тип 1;

      Грузоподъемность, тон – 3,2;

      Тип резьбы – кв;

      Материал  винта – Сталь 4;

      Высота  подъема, мм – 140.

 
 

      Рис.1-Общий вид домкрата. 

     1. Расчет винта на прочность 
 

      Материал  винта Сталь 4, предел текучести  МПа.

      Рассчитываем  винт на сжатие а для грубого учета  кручения принимаем расчетную нагрузку равной 1,25 .

      Напряжения

      

.

      Откуда 

      

.

      Коэффициент запаса

      

.

      Допускаемое напряжение сжатия

      

 МПа.

      Внутренний  диаметр резьбы

      

 мм.

      2. Расчет винта на устойчивость

      Принимаем коэффициент запаса устойчивости

      

. 

      Тогда критическая сила

      

 Н.

      По  формуле Эйлера

      

.

      Коэффициент приведения

      

.

      Расчетная длина винта

      

 мм.

      Момент  инерции сечения винта (без учета  резьбы)

      

.

      Получаем  из формулы Эйлера

      

 мм.

      .

       3. Назначение  размеров винта

      Рис.2-Резьба квадратная. 

      Параметры резьбы:

      

      _{Премем:  мм.}

      Наружный  диаметр винта, мм ;

      Внутренний  диаметр винта, мм ;

      Внутренний диаметр гайки, мм ;

      Средний диаметр рабочей поверхности, мм ;

      Шаг, мм .

      Угол  подъема резьбы

      

,

      

.

      При таком угле подъема самоторможение обеспечено.

      Диаметр головки винта и хвостовика

      

 мм,

      

 мм.

      Приняты диаметры

      

 мм,

      

 мм.

      Фаска на головке

        мм.

      4. Определение вращающих моментов

       Рис.3-Изображение направления моментов. 
 
 
 

      Момент  резьбы (винтовой пары)

      

.

      Принимаем коэффициент трения и угол трения (при латунной гайке)

      

,

      

.

      Тогда

      

 Н∙м.

      Момент  трения под коронкой

      

.

      Принимаем коэффициент трения между головкой винта и коронкой

      

.

      Тогда

      

 Н∙м.

      Вращающий момент на рукоятке

      

 Н∙м.

      Момент  сил трения в шарикодшипнике

      

      5. Проверка винта на совместное  действия сжатия и кручения

      Напряжение  сжатия

      

 МПа.

      Напряжения  кручения

      

 МПа.

      Приведенное напряжение

      

 МПа.

      Найденное напряжение не представляет опасности, так как оно ниже принятого в п. 1 мПа.

      6. Расчет рукоятки

      Вращающий момент на рукоятки

      

,

      где - сила рабочего и плечо рукоятки.

      Примем

      

 Н.

      Необходимое плечо

      

 м,

      что практически осуществимо.

      Рукоятку  можно рассматривать как консоль, защемленную в головке винта. Изгибающий момент в плоскости зацепления.

      

 Н∙м.

      Напряжение  изгиба

      

.

      Отсюда  необходимый диаметр рукоятки

      

.

      Пологая, что в качестве рукоятки может  быть применен прут из сравнительно мягкой стали, принимаем предел прочности

      

 МПа.

      Что соответствует Стали 2 при коэффициенте запаса прочности 1,1, которого здесь  достаточно, допускаемое напряжение

      

 МПа.

      Диаметр рукоятки

      

 м.

      В соответствии с чем можно принять  диаметр отверстия в головки  винта

      

 мм.

      7. Проверка головки

      

      Рис.4-Срез головки винта. 

      Проверим  основное сечение головки на сжатие

      

 МПа.

      Удельное давление под коронкой

      

 МПа.

      8. Расчет стенки и бурта гайки

      

      Рис.5-Срезы стенки и бурта гайки. 

      Материал  гайки латунь ЛМЦС 58-2-2.

      Толщина стенки гайки определяется наружным диаметром.

      Напряжение  растяжения в стенке гайки

      

.

      Откуда

      

.

      Принимаем допускаемое напряжение растяжения

      

 МПа.

      Тогда

      

 м.

      Принимаем согласно ГОСТ 6636-69

      

 мм.

      Диаметр бурта  определяется из расчета на смятие. Обозначим через размер фаски в расточке корпуса. Напряжение смятия на опорной поверхности бурта

      

.

      Откуда

      

.

      Принимаем размер фаски

      

 мм.

      Допускаемое напряжение смятия

      

 МПа.

      Диаметр бурта

      

 м.

      Принято

      

 мм.

      Высоту  бурта  можно найти из расчета на срез и из расчета на изгиб.

      Напряжения  среза в бурте

      

.

      Принимаем допускаемое напряжение среза

      

 МПа.

      И найдем

      

 м.

      Напряжения  изгиба в бурте можно найти  приближенно, рассматривая развернутый  бурт как консоль.

      Расстояние  от середины опорной поверхности бурта до наружной поверхности гайки

      

 м.

      Момент, изгибающий бурт в плоскости зацепления

      

 Н∙м.

      Напряжения  изгиба

      

.

      Приняв  допускаемые напряжения изгиба

      

 МПа.

      Получаем

      

mm.

      Принято

      

 мм. 

      9. Проверочный расчет резьбы гайки

      

      Рис.6-Изображение напряжения среза в основании витка гайки. 

      Высоту  гайки  следует назначить примерно от до .

      Принимаем

      

 мм.

      Округляем до

      

 мм.

      Число витков резьбы

      

.

      Округляем до

        

      Нагрузка  на один виток

      

      

 Н. 

      Проверяем удельное давление на рабочей поверхности  резьбы

      

МПа. 

      Получаем

      Для стали по бронзе или латуни считается  желательным удельное давление до 12 мПа, допускается до 15 мПа, так что  найденное значение не слишком велико.

      Проверяем напряжения среза в резьбе гайки.